UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
LUCAS DE SANTANA GONÇALVES
MODELO ESTRUTURANTE PARA MÉTRICAS BIM
CAMPINAS 2020
LUCAS DE SANTANA GONÇALVES
MODELO ESTRUTURANTE PARA MÉTRICAS BIM
Dissertação de Mestrado apresentada a Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp, para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, na área de construção.
Orientadora: Profa. Dra. Vanessa Gomes da Silva
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELO ALUNO LUCAS DE SANTANA GONÇALVES E ORIENTADO PELA PROFA. DRA. VANESSA GOMES DA SILVA.
ASSINATURA DA ORIENTADORA
______________________________________
CAMPINAS 2020
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca da Área de Engenharia e Arquitetura
Luciana Pietrosanto Milla - CRB 8/8129
Gonçalves, Lucas de Santana, 1994-
G586m Modelo estruturante para métricas BIM / Lucas de Santana Gonçalves. – Campinas, SP : [s.n.], 2020.
Orientador: Vanessa Gomes da Silva.
Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.
1. Modelagem de informação da construção. 2. Indicadores. 3.
Estruturalismo. 4. Tomada de decisão. 5. Modelagem de dados. 6. Construção civil. I. Silva, Vanessa Gomes da, 1971-. II. Universidade Estadual de
Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Structuring model for BIM metrics Palavras-chave em inglês:
Building information modeling Indicators
Structuralism Decision making Data modeling Construction civil
Área de concentração: Construção Titulação: Mestre em Engenharia Civil Banca examinadora:
Vanessa Gomes da Silva [Orientador] Ariovaldo Denis Granja
Eduardo Toledo Santos
Data de defesa: 03-02-2020
Programa de Pós-Graduação: Engenharia Civil
Identificação e informações acadêmicas do(a) aluno(a)
- ORCID do autor: https://orcid.org/0000-0001-8024-6542 - Currículo Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/9876279476314876
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E
URBANISMO
MODELO ESTRUTURANTE PARA MÉTRICAS BIM
Lucas de Santana Gonçalves
Dissertação de Mestrado aprovada pela Banca Examinadora, constituída por:
Profa. Dra. Vanessa Gomes da Silva
Presidente e Orientadora/ Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP
Prof. Dr. Ariovaldo Denis Granja
Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP
Prof. Dr. Eduardo Toledo Santos Universidade de São Paulo - USP
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no SIGA/Sistema de Fluxo de Dissertação/Tese e na Secretaria do Programa da
Unidade.
Dedicatória
Epígrafe
A ideia por trás do estruturalismo é que existem coisas que talvez não saibamos, mas podemos aprender como elas se relacionam entre si. Levi Strauss.
O estruturalismo não é um método novo, é a consciência desperta e inquieta do saber moderno. Michael Foucault.
Não vos conformeis com este mundo, mas transformai-vos pela renovação do vosso entendimento... Paulo de Tarso.
AGRADECIMENTOS
A longa jornada de estudos não seria possível sem a ajuda, sem orientação, sem a companhia dos colegas de estudo, sem o apoio em aspectos financeiros, emocionais, sociais e espiritual. Sou grato as coisas boas e ruins que ao longo destes anos ocorreram e contribuíram para quem eu sou. Como dito, não trilhei essa jornada sozinho, por isso, deixo meus sinceros agradecimentos à fração dos que contribuíram diretamente com a pesquisa e com esta etapa acadêmica. Agradeço:
A Deus, autor e consumador de nossa fé, ao qual misericordiosamente tem permitido alargar as fronteiras do meu entendimento, permitindo nesta jornada acadêmica alcançar maior discernimento e conhecimento, por meio de sua intervenção com as pessoas que conheci, e da força que me deu para completar o objetivo.
À minha família, mãe e irmã, Rosangela e Camila. Mãe guerreira, que não apenas me incentivou a realizar o mestrado, mas deu o exemplo, realizando no mesmo período sua pesquisa no mestrado em Educação. Sua influência e dedicação me inspiram. Sem seu apoio incondicional e oração nada seria possível, obrigado. À minha irmã, pelo apoio e esclarecimento em questões de lógica e filosofia. Ao Marcelo e Maria de Lourdes, família em Cristo, que também apoiaram este projeto.
À querida Profa. Dra. Regina Ruschel, com paciência e dedicação, em dias bons e ruins formou e discipulou novos pesquisadores e cientistas para a sociedade. Agradeço por ir até o fim nesta pesquisa, mesmo com perdas e sacrifícios realizados. Sou grato por ser também fruto do seu trabalho.
À professora Profa. Dra. Vanessa Gomes, por sua diligência irrestrita aos contratempos encontrados no término do mestrado e amplo apoio demonstrado.
Aos colegas de pesquisa: Rafael, Natalia, Larissa, Caio, Raquel e Douglas, e aos que nos antecederam no LAMPA: João, Giovanna, Paula, Fernanda. Agradeço pela companhia, considerações minuciosas, momentos de descontração, ou pausas para diálogos filosóficos, pessoais, profissionais. Deixo o meu muito obrigado.
Ao Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (PPG-EC) da UNICAMP, pela excelência e auxílio proporcionado.
Agradeço também aos professores que contribuíram com seus conhecimentos técnicos e científicos, destaco a professora Ana Cupper, pelos momentos agradáveis de ensino e aprendizado no estágio docente.
À Secretaria da FEC-UNICAMP, na pessoa do Sr. Eduardo, Sra. Rosana e Sra. Benigna, pela competência e prontidão, também encontrada nos demais colaboradores.
Aos membros da banca avaliadora, os professores Dr. Ariovaldo Denis Granja e Dr. Eduardo Toledo Santos, pelas considerações realizadas e tempo dedicado ao trabalho.
Aos que me ensinaram e contribuíram com meu crescimento, seja na engenharia, música, educação física, artes, teologia, proporcionando-me uma formação mais holística. Na filosofia na pessoa do Alessandro Jacomini, Garibaldi e Thiry-Cherques sem os conhecimentos prévios compartilhados, seria mais árdua a tarefa de compreender e aplicar o estruturalismo. Ao Bruno Silva, pelo aprendizado compartilhado no grupo de pesquisa de gestão. E a tantos outros pesquisadores e professores, em que fundamentei as bases para o que desenvolvemos. Aqui o que cabe é “o nós”, fizemos fundamentado no outro, com o outro e para o outro. Obrigado!
O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001 (88882.435165/2019-01).
RESUMO
A indústria de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC), passa por mudanças disruptivas decorrentes da adoção da Modelagem da Informação da Construção (BIM) e necessita adaptar como a informação é gerada, analisada e compartilhada, rompendo com os padrões tradicionais de gerenciamento. As ferramentas atuais que geram indicadores precisam introduzir mudanças para usufruir do BIM, e aprimorar os sistemas de decisão. Desta forma, faz-se os seguintes questionamentos: Quais métricas existentes se aplicam ou fazem uso da informação no contexto do BIM? Qual o grau de suporte que a modelagem da informação da construção dá às métricas? Assim, o objetivo desta pesquisa é caracterizar o universo de métricas da indústria de AEC e o potencial de mediação por BIM associado. O estruturalismo foi utilizado como metodologia. Inicialmente, realizou-se um mapeamento sistemático da literatura sobre métricas existentes que incorporam BIM. Foram analisadas as estruturas das métricas mediadas por BIM com a identificação dos elementos que as compõem. Na conceitualização, os elementos foram definidos e foram explicitados os conjuntos de relações entre os elementos da métrica. Para a elaboração do modelo utilizou-se a perspectiva unificante de aplicabilidade de mediação por BIM. Por último, foi realizada a análise interpretativa do modelo, aplicando o modelo na caracterização e determinação do potencial de mediação em dois casos. Como resultados, foram identificadas métricas existentes mediadas por BIM e as categorias com maior potencial de mediação. Como modelo caracterizador da métrica mediada por BIM, foram apontados um conjunto de elementos essenciais e as relações que estes mantêm entre si, além da classificação da mediação por BIM. A estrutura de uma métrica mediada por BIM indica: (i) o que será feito por meio da função da métrica, requisitos, LOX, uso do BIM; (ii) quando será feito por meio da fase do uso do empreendimento, disciplina; (iii) por que será feito apontando os benefícios dos usos, e partes interessadas; (iv) quem o fará indicando responsáveis e partes interessadas; (v) como será feito explicitando o dado BIM envolvido na fórmula de cálculo. Quando uma métrica existente é estruturada pelo modelo proposto é possível identificar o tipo de intermediação do BIM na métrica como mediação total, parcial, indireta ou inexistente. Além de declarar a estrutura formal de uma métrica mediada por BIM, foram identificadas as métricas que já fazem uso do modelo BIM. Tendo assim, como contribuição, um modelo que permite caracterizar uma métrica no contexto de BIM ou que permite a elaboração e adaptação de novas métricas ao contexto de BIM em AEC. Palavras-chave: BIM. Modelagem da Informação da Construção. Métricas.
Indicadores. Modelo estruturante de métrica BIM. Caracterização da métrica. Potencial de Mediação BIM.
ABSTRACT
The Architecture, Engineering and Construction (AEC) industry is undergoing disruptive changes resulting from the adoption of Building Information Modeling (BIM) and needs to adapt how information is generated, analyzed and shared, breaking with traditional management standards. The current tools that generate indicators must be adapted to take advantage of BIM and improve decision-making. Thus, the following questions are asked: What existing metrics apply or use information in the context of BIM? To which extent does modelling of construction information support metrics? Thus, this research aims at characterizing the universe of metrics of the AEC industry and the associated mediation potential by BIM. Structuralism was chosen as research methodology. Initially, a systematic literature mapping on existing metrics incorporating BIM was performed. The structures of the metrics mediated by BIM were analyzed and elements that compose them identified accordingly. In the conceptualization, the elements were defined and the sets of relationships between the metrics elements were made explicit. The unifying perspective of the applicability of mediation by BIM was used to elaborate the model. Finally, the interpretative analysis of the model was performed, applying the model in the characterization and determination of the mediation potential in two cases. As results, existing metrics mediated by BIM and the categories with the highest mediation potential were identified. As a characterization model of BIM-mediated metrics, a set of essential elements and the relationships among them were pointed out, in addition to the classification of mediation by BIM. The structure of BIM-mediated metrics indicates: (i) what will be done, by the function of the metric, requirements, LOX, use of BIM; (ii) when that will be done, by the phase of use of the enterprise, discipline; (iii) why it will be done, by pointing out the benefits of uses, and stakeholders; (iv) who will do it, by indicating responsible and stakeholders; (v) how will be done, by explaining the BIM data involved in the calculation formula. Metrics structured according with the proposed model enable identification of the degree - total, partial, indirect or non-existent – of BIM mediation present. For declaring the formal structure of a BIM-mediated metric, and pointing out metrics that already make use of the BIM model, this research contributes to the techno-scientific community by offering a model that characterizes metrics in the context of BIM or enables elaboration and adaptation of new ones to the context of BIM in AEC.
Keywords: BIM. Building Information Modeling. Metrics. Indicators. Structuring model of
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Fases do ciclo de vida do edifício com base na transmissão de informações
... 25
Figura 2: LOX ... 31
Figura 3: 25 usos do BIM ... 32
Figura 4: Uso do BIM ... 33
Figura 5: Categorias de métricas ... 40
Figura 6: Fluxo e passos para a elaboração do modelo de tomada de decisão... 41
Figura 7: Método tradicional e método baseado na filosofia Lean ... 46
Figura 8: Project Quarterback Rating ... 50
Figura 9: Dados requeridos para as métricas no sistema de NHFBP ... 56
Figura 10: Mapa de desdobramento ... 57
Figura 11: Processo SLAM BIM ... 58
Figura 12: Macrodelineamento ... 60
Figura 13: Visão geral do método estruturalista ... 62
Figura 14: Painel de interface gráfica do StArt: fase de seleção dos artigos ... 73
Figura 15: Delineamento do MSL ... 75
Figura 16: Gerenciador de relações ... 78
Figura 17: Resultados das buscas nas bases de dados e da aplicação dos filtros. ... 82
Figura 18: Word cloud das palavras-chave encontradas nos artigos ... 83
Figura 19: N° de publicações por ano ... 83
Figura 20: N° de artigos por país ... 84
Figura 21: N° de artigos por revista ... 84
Figura 22: Métricas BIM identificadas e categorizadas segundo Kerzner (2017) ... 85
Figura 23: Procedimentos utilizados para as pesquisas encontradas. ... 86
Figura 24: Métricas categorizadas para as fases do empreendimento. ... 87
Figura 25: Métricas BIM identificadas segundo a área em AEC... 87
Figura 26: Benefícios das métricas classificados de acordo com Kerzner (2017) ... 88
Figura 28: Análise das métricas BIM com a identificação dos elementos que as
compõem ... 98
Figura 29: Variações encontradas nas métricas estudadas que remetem ao elemento “Dado BIM” ... 99
Figura 30: Relações estabelecidas na conceitualização ... 100
Figura 31: Tabela de Co ocorrência entre elementos e as fontes documentais ... 101
Figura 32: Ligação entre elementos de diferentes estruturas ... 103
Figura 33: Traços distintivos ... 104
Figura 34: Rede das relações entre elementos da métrica mediada por BIM ... 105
Figura 35: Grau de densidade maior que 5 ... 106
Figura 36: Elementos essenciais da estrutura ... 107
Figura 37: Modelo estrutural da métrica mediada por BIM ... 108
Figura 38: Modelo de caracterização da métrica mediada por BIM... 111
Figura 39: Elementos citados na métrica do caso 1 ... 113
Figura 40: Caracterização da métrica Caso 1 ... 115
Figura 41: Fatores no cálculo do ROI ... 118
Figura 42: Elementos e citações da métrica caso 2 -ROI ... 119
Figura 43: Elementos encontrados no caso 2 ... 120
Figura 44: Caracterização da métrica - caso 2 ... 122
Figura 45: Itens de contexto e de cálculo ... 123
Figura 46: Variante do modelo da estrutura de métricas BIM ... 125
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Fases do empreendimento conforme a Omniclass ... 27
Quadro 2: BSI ISO 29481 - Estágios padronizados do ciclo de vida do empreendimento ... 27
Quadro 3: Equivalências entre fases do ciclo de vida de um empreendimento definidas por diferentes autores ... 28
Quadro 4: Disciplinas vinculadas ao empreendimento - primeiro nível ... 29
Quadro 5: LOD - Nível de desenvolvimento ... 30
Quadro 6: Propósitos dos usos do modelo BIM ... 34
Quadro 7: Elementos do Indicador ... 43
Quadro 8: Estrutura da descrição do KPI ... 44
Quadro 9: Microdelineamento da pesquisa ... 60
Quadro 10: Primeiro Estruturalismo ... 62
Quadro 11: Tipos de relações entre elementos ... 65
Quadro 12: Estrutura, Sistema e Modelo – Conceitos ... 68
Quadro 13: Delineamento adotado ... 70
Quadro 14: Protocolo mínimo do método estruturalista ... 71
Quadro 15: Protocolo do MSL ... 74
Quadro 16: Referências de artigos que abordam métricas associadas a BIM ... 85
Quadro 17: Artigos que abordam métricas associadas a BIM para projeto ... 86
Quadro 18: Artigos de métricas associadas a BIM. ... 86
Quadro 19: Pesquisas brasileiras que abordam Métricas e BIM ... 89
Quadro 20: BIM-AM ou métodos de avaliação do BIM ... 92
Quadro 21: Níveis e maturidade do componente VI ... 93
Quadro 22: Decomposição de uma métrica específica sua descrição em forma de atributos, como foram identificados e a denominação do elemento correspondente (Continua) ... 97
Quadro 23: Definição e relações do elemento “Nome” ... 99
Quadro 24: Densidade das relações, pontuação e frequência dos elementos ... 102
Quadro 26: Elementos da métrica caso 2 (Continua) ... 120
Quadro 27: Protocolo pesquisas brasileira ... 152
Quadro 28: Buscas realizadas ... 152
Quadro 29: Decomposição das métricas em elementos ... 162
LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS
AEC Arquitetura, Engenharia e Construção
BDTD Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações BIM Modelagem da Informação da Construção
CAD Computer Aided Design
CAPES Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior CAQDAS Computer Aided Qualitative Data Analysis Software
FEC Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
IPD Integrated Project Delivery
LOD Level of Development
MSL Mapeamento Sistemático da Literatura PMBOK Project Management Body of Knowledge
Poli-Usp Escola Politécnica da Universidade de São Paulo PUC Pontifícia Universidade Católica
SCAS Score Citation Automatic Selection
TIC Tecnologia da Informação e Comunicação UFBA Universidade Federal da Bahia
UFES Universidade Federal do Espírito Santo UFPE Universidade Federal de Pernambuco UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UnB Universidade de Brasília
UNICAMP Universidade Estadual de Campinas UNISINOS Universidade do Vale do Rio dos Sinos
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 18 1.1 OBJETIVOS ... 21 1.2 ESTRUTURADADISSERTAÇÃO ... 22 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 24 2.1 BIM ... 24 2.1.1 Ciclo de vida ... 25 2.1.2 Disciplinas ... 28
2.1.3 Nível de desenvolvimento - LOD ... 28
2.1.4 Usos do BIM ... 31
2.1.5 Benefícios dos usos ... 34
2.2 MÉTRICAS ... 37
2.2.1 Indicadores ... 40
2.3 MÉTRICAS PARA ORGANIZAÇÕES DE AEC ... 46
2.4 SISTEMAS DE MEDIÇÃO ... 54 3 MÉTODO ... 59 3.1 ESTRUTURALISMO ... 61 3.1.1 Conceitos principais ... 61 3.1.1.1 Elementos ... 63 3.1.1.2 Estrutura ... 65 3.1.1.3 Sistema ... 67 3.1.1.4 Modelo ... 68 3.2 DELINEAMENTO ... 69 3.2.1 Observação ... 72 3.2.2 Decomposição ... 76 3.2.3 Conceitualização ... 77 3.2.4 Elaboração do modelo ... 79
3.2.5 Análise interpretativa dos dados ... 79
4 CARACTERIZAÇÃO DO UNIVERSO DE MÉTRICAS BIM... 82
4.1 OBSERVAÇÃO:IDENTIFICAÇÃO DE MÉTRICA EXISTENTES NO CONTEXTO DE BIM... 82
4.1.2 Classificações ... 85
4.1.3 Pesquisas brasileiras de métricas com BIM ... 88
4.1.4 Métricas existentes considerando BIM ... 91
4.1.5 Considerações... 94
4.2 DECOMPOSIÇÃO E CONCEITUALIZAÇÃO ... 96
4.3 ELABORAÇÃO DO MODELO ... 104
4.4 ANÁLISE INTERPRETATIVA ... 112
4.4.1 Caso 1: Métrica de projeto ... 112
4.4.2 Case 2:Métrica de Negócio ... 117
4.5 CONSIDERAÇÕES DA APLICAÇÃO DO MODELO ... 124
5 DISCUSSÃO ... 127
5.1 PANORAMA GERAL ... 127
5.2 PRINCIPAIS RESULTADOS, SIGNIFICADO E SENTIDO DOS RESULTADOS, ACHADOS RELEVANTES E ORIGINAIS ... 128
5.3 A ABORDAGEM METODOLÓGICA ... 130
5.4 PRINCIPAIS LIMITAÇÕES DA PESQUISA ... 131
6 CONCLUSÃO ... 133 REFERÊNCIAS ... 138 APÊNDICE A ... 152 APÊNDICE B ... 153 APÊNDICE C... 170 APÊNDICE D ... 187
1. INTRODUÇÃO
O gerenciamento de projetos é considerado o principal ato do gestor. Gerenciar envolve o planejamento, monitoramento e controle de todos os aspectos de um projeto, a fim de alcançar os objetivos dentro dos critérios definidos de tempo, custo e desempenho (LESTER, 2017). Os gestores necessitam tomar decisões para que o objetivo ou meta estipulados possam ser alcançados. As informações para a tomada de decisão podem ser baseadas na experiência do gestor; ou em informações quantitativas que, contextualizadas, tragam base para a postura adotada (LU et al., 2014).
Do gerenciamento observam-se questões resultantes das atividades e processos envolvendo pessoas e objetos, e a métrica é o responsável por dar suporte à tomada de decisão. Segundo Kerzner (2017), as métricas fornecem aos gerentes de projetos oportunidades para melhorias contínuas nos processos de gerenciamento. As métricas são processos de mensuração por meio de observações, quantitativas ou qualitativas, ou do julgamento de humano. Existem vários tipos de métricas, resumindo-se naquelas que geram indicadores de resultados ou indicadores-chave de desempenho (KPIs).
Nem toda métrica gera um indicador, mas todo indicador é gerado por uma métrica. Uma métrica é a “técnica escolhida para medir”, enquanto que o indicador é “uma informação quantitativa relativizada de forma a permitir a avaliação do comportamento do objeto” (NUTINI, 2015).
É diverso o ferramental encontrado para auxílio na tomada de decisão. A elaboração de Scorecards, Dashboards ou Reports é importante para o processo de tomada de decisão em diferentes níveis de gestão e de informação (KERZNER, 2017). Contudo, independentemente da ferramenta utilizada, a identificação das informações é um ponto em comum a todas elas. Em um nível mais alto, os Scorecards são utilizados primariamente para alinhar a estratégia de negócios com a execução operacional (KERZNER, 2017). Já os Dashboards estão focados em metas operacionais, alavancando
dados operacionais na forma de métricas e indicadores chaves de desempenho. Por último, os Reports, de natureza simples e estática, fornecem os dados brutos em um formato acessível (KERZNER, 2017).
Em síntese, o gerenciamento necessita da observação sobre um conjunto de atributos. Seguida da seleção dos atributos para a definição da métrica. A coleta da métrica permite que dados e informações quantitativas sejam obtidas, expressas em indicadores, permitem a compreensão do comportamento daquilo que é observado (NUTINI, 2015, p. 22).
A indústria de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC), passa por mudanças disruptivas decorrentes da adoção da Modelagem da Informação da Construção (Building Information Modeling – BIM). Desta forma, o setor necessita se adaptar à esta nova realidade, que impacta a forma em que a informação é gerada, analisada e compartilhada, rompendo com os padrões tradicionais de gerenciamento. Para Eastman et al. (2011) o BIM é “uma tecnologia de modelagem e um conjunto associado de processos para produzir, comunicar e analisar modelos de construção”.
Outras indústrias estão mais desenvolvidas que a AEC, incorporando aos seus processos novas tecnologias, novas filosofias de gestão; consequentemente, são mais rigorosas quanto à qualificação da mão de obra e metodologias empregadas na execução dos projetos. Esses e outros fatores colaboram para ganhos de eficiência e produtividade. Prova disto é a disparidade em eficiência e produtividade mostrada no relatório McKinsey Global Institute (BARBOSA et al., 2017), em que o crescimento da produtividade da mão de obra na construção foi de 1% ao ano nas duas últimas décadas, em comparação ao crescimento de 2,8% para a economia mundial total, e de 3,6%, para fabricação.
Em contrapartida, o uso da tecnologia da informação e comunicação (TIC) em organizações de AEC pode melhorar o desempenho organizacional (LU et al., 2014), pois facilita o processo de tomada de decisão, fornecendo aos gestores, informações abrangentes e relevantes. Contudo, é difícil mensurar os ganhos da implementação de uma TIC em AEC em virtude da fragmentação da cadeia logística (LU et al., 2014) e, consequentemente, da informação. Entretanto, há a incorporação de novas filosofias
de gestão e processos de trabalhos, como o Lean Manufacturing, que tem por objetivo reduzir o consumo e desperdício (PINTO et al., 2018), e fomentar a utilização de novos métodos construtivos, mais eficientes e enxutos.
A indústria da AEC tem passado por um processo recente de adoção do BIM. Assim, a incorporação de novas filosofias e métodos construtivos, ou do paradigma BIM tem mostrado oportunidades para ganhos em produtividade e eficiência. Essa tendência mundial para a adoção do BIM, em virtude de seus benefícios, está sendo impulsionada por entidades de diferentes dimensões. Médias e grandes incorporadoras influenciadas pelo poder coercitivo e normativo das autoridades, e pressionadas por organizações similares compõem um dos modelos de difusão do BIM (SUCCAR; KASSEM, 2015).
Um indicador utilizado para avaliar os processos de difusão e adoção do BIM é o nível de maturidade. Um dos componentes de avaliação utilizados é o “Measurement
e Benchmarking”, que representam as métricas de mercado para benchmarking de
resultados de projetos e avaliação das capacidades de indivíduos, organizações e equipes (SUCCAR; KASSEM, 2015).
Existe a percepção de que o BIM melhora métricas, de qualidade, custo, cronograma, produtividade, segurança, e indicadores correspondentes em comparação com a construção sem BIM (SUERMANN; ISSA, 2009). Assim, com mudanças nos processos, políticas e tecnologias para a AEC, o gerenciamento precisa aplicar ferramentas adequadas para a condução das atividades na organização e para o nível de gestão. Como exemplo, aponta-se a criação ou adaptação de sistemas de indicadores para a tomada de decisão. Assim, as ferramentas que geram indicadores precisam estar adaptadas à nova realidade, em que a adoção do BIM impacta a forma como a informação é gerada, analisada e compartilhada.
Essa transformação, juntamente com a adoção e ganho de maturidade em BIM, traz a necessidade da elaboração, adoção e difusão de métricas e sistemas de mensuração para avaliar as questões concernentes ao BIM e seus requisitos, e estruturar as informações para os sistemas de decisão.
Os sistemas de indicadores precisam evoluir para permitir, expressar ou fazer uso da informação dentro da nova realidade imposta pela adoção de BIM. Os três indicadores-chave com maior potencial de favorecimento com a adoção do BIM são: qualidade, conclusão no tempo, e unidades por homem-hora (SUERMANN; ISSA, 2009). Dentre outros indicadores com impacto positivo, pode-se citar o custo total, custo por unidade, e outros indicadores que potencialmente podem ser beneficiados por esta adaptação.
Assim, antes da elaboração de Scorecards, Dashboards ou Reports dentro de sistemas de mensuração para a tomada de decisão, é necessário responder às perguntas:
• Quais métricas existentes se aplicam ou requerem adaptação para suporte à tomada de decisão no ciclo de vida de um empreendimento mediado por BIM? • Qual o grau de suporte - direto ou indireto - que a modelagem da informação da
construção dá às métricas?
É necessário identificar as métricas, e indicadores correspondentes, que estejam alinhados para a observação de um conjunto de atributos relevantes para as partes envolvidas, a fim de dar suporte a tomada de decisão no gerenciamento.
1.1 OBJETIVOS
O objetivo desta pesquisa é caracterizar o universo de métricas de projeto e construção e o potencial de mediação por BIM a elas associado. Por potencial de mediação associado entende-se a relação não existente, mas passível de ser desenvolvida, entre uma métrica fora do contexto BIM, e o conjunto de dados ou benefícios que o modelo BIM pode suprir para a sua composição.
Como objetivos específicos, tem-se:
• Identificar métricas existentes adaptadas ao contexto BIM ou para avaliar o BIM em si;
• Decompor as métricas existentes que já incorporam BIM segundo elementos estruturais de descrição de métricas;
• Relacionar a fórmula de cálculo das métricas com recursos da Modelagem da Informação da Construção;
• Desenvolver um modelo diagramático com as relações entre elementos das métricas e propósitos do BIM; e
• Identificar o esforço potencial para incorporar a métrica na abordagem BIM.
1.2 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
O texto está estruturado em 6 capítulos, mais apêndices.
Este Capítulo 1 apresenta o problema de pesquisa, justificativa, objetivos e a estrutura da dissertação.
O Capítulo 2 apresenta a fundamentação teórica, distribuída em três seções. A primeira seção trata do BIM e seus conceitos, das partes envolvidas, usos do BIM, benefícios dos usos e seu contexto no ciclo de vida do empreendimento. A segunda seção aborda a temática de desempenho, em que estão inseridas as ferramentas de gestão e elementos norteadores na tomada de decisão como as métricas, e indicadores correspondentes, de gestão e seus usos potencializados dentro de sistemas. A terceira seção parte apresenta o contexto das pesquisas de métricas para a indústria de AEC e um panorama das pesquisas de métricas no contexto do BIM.
O Capítulo 3 conceitua a abordagem metodológica adotada, a estruturalista, apresentando as definições de seus elementos e as diferentes etapas do método estruturalista. É apresentado o delineamento da pesquisa, detalhando as etapas associadas e os procedimentos necessários para completá-las.
O Capítulo 4 apresenta os resultados dos procedimentos realizados na pesquisa. A primeira seção apresenta os resultados do Mapeamento Sistemático da Literatura, as demais apresentam os produtos das etapas do método estruturalista. Apresenta-se, ainda, uma discussão da análise interpretativa ao final da elaboração do modelo estruturado.
No Capítulo 5 são desenvolvidas discussões gerais. Primeiro se discute o panorama geral do trabalho, demonstrando a importância do estudo e a lacuna que o
estudo buscou preencher. Em segundo se elabora uma visão crítica dos principais resultados abordando o significado e sentido dos resultados e realçando os achados relevantes e originais. Em terceiro avalia-se como os resultados dialogam com trabalhos correlatos e com as questões de outras existentes na temática. Avalia-se a similaridade ou diferença aos trabalhos existentes. Finalmente, as principais limitações da pesquisa, do uso do método e como essas limitações podem afetar os resultados são discutidas.
O Capítulo 6 apresenta as conclusões gerais da pesquisa e perspectivas futuras que este estudo abre.
No Apêndice A apresenta-se o protocolo desenvolvido para mapear as pesquisas brasileiras de métricas e indicadores no contexto de BIM
No Apêndice B apresenta-se os elementos encontrados pela decomposição das métricas identificadas na literatura.
No Apêndice C está o relatório elaborado com base na codificação dos elementos da métrica de produtividade de projeto.
No Apêndice D está o relatório elaborado com base na codificação dos elementos das métricas ROI.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Neste capítulo são apresentados os temas considerados pertinentes para a pesquisa, sendo estes: Modelagem da Informação da Construção (BIM) e métricas no contexto da indústria de AEC.
2.1 BIM
Modelagem da Informação da Construção é a tradução, apresentada pela Norma Brasileira NBR 15965, para Building Information Modeling (BIM) (ABNT, 2011). Este termo, segundo Gaspar e Ruschel (2017) aparece na literatura pela primeira vez no artigo de Van Nederveen e Tolman (1992). A definição mais citada de BIM (GASPAR; RUSCHEL, 2017) dispõe da seguinte acepção: “Um conjunto inter-relacionado de políticas, processos e tecnologias que geram uma metodologia para gerenciar o projeto, a construção, a operação e o descarte da edificação” (SUCCAR, 2009).
Outros pesquisadores também contribuem para a definição do BIM, dentre eles Eastman et al. (2011), como sendo “uma tecnologia de modelagem e um conjunto associado de processos para produzir, comunicar e analisar modelos de construção”. O modelo BIM caracteriza as informações de geometria, relações espaciais, informações geográficas, quantidades e propriedades dos elementos de construção (AZHAR, 2011).
Catelani (2016) conceitua o BIM como uma:
“nova plataforma da tecnologia da informação aplicada a construção civil e materializada em novas ferramentas (softwares), que oferecem novas funcionalidades e que, a partir da modelagem dos dados do projeto e da especificação de uma edificação ou instalação, possibilitam que os processos atuais, baseados apenas em documentos, sejam realizados de outras maneiras (baseados em modelos) muito mais eficazes”. (CATELANI, 2016, p. 21)
Na adoção do BIM em uma organização ou empreendimento requer-se a definição das fases do ciclo de vida, a determinação das disciplinas envolvidas e dos
uso do BIM a serem implementados (KREIDER; MESSNER, 2013). Além de compreender os propósitos dos usos do BIM, é necessário entender os benefícios associados à sua utilização.
2.1.1 Ciclo de vida
A Figura 1 apresenta as fases do ciclo de vida de uma edificação ou infraestrutura. O ciclo de vida de um empreendimento compreende desenvolver atividades que envolvem riscos financeiros, que são executadas com grupos de processos (Project) a fim de se obter um empreendimento físico, com forma específica (Design1). O ciclo de vida é subdividido de forma macro em design, obra e uso.
Figura 1: Fases do ciclo de vida do edifício com base na transmissão de informações
Fonte: Adaptado do Guia ABDI (2017).
Para Isikdag (2015), o BIM se concentra na solução de problemas relacionados à colaboração (troca e compartilhamento) ao longo do ciclo de vida do empreendimento.
1 Para evitar a confusão trazida pela tradução dos termos Design e Project para o português, que resultaria na mesma palavra “projeto” para ambos, foram aqui mantidos os termos originais em inglês.
Programação Conceituação Análise Fabricação Documentação Construção Simulações 4D/5D Comissionamento Operação Demolição/Reuso
OBRA
Nisto, Kuo et al. (2016) consideram como fases do ciclo: planejamento, construção e manutenção. Eastman et al. (2014) as dividem em projeto, construção e operação, enquanto a ABDI (2017, p. 33) considera como design, obra e uso.
A fase de design envolve o refinamento e articulação da solução projetual nos aspectos de: economia, estrutura, energia, estéticos, funcionais, e outros, com a finalidade de conhecer as intenções do cliente. A fase de design é umas das mais importantes do ciclo de vida da edificação ou infraestrutura, pois impacta todas as demais (SACKS et al., 2018).
Já do ponto de visto do empreendimento como um todo, o project, de acordo com o Project Management Body of Knowledge (PMBOK, PMI, 2017), é composto por um grupo de processos, que são: iniciação, planejamento, execução, monitoramento e controle, e encerramento. Similarmente para Vieira, Bouras e Debaecker (2013), o gerenciamento de um project se apoia numa lógica de 5 fases, sendo estas: iniciação, exploração, confiabilidade, desenvolvimento e transferência.
Kreider e Messner (2013) sugerem a utilização de 9 fases para Project apontadas pela Omniclass Construction Classification System (OMNICLASS, 2012), apresentadas no Quadro 1 com suas respectivas definições. As fases descritas no Quadro 1 fornecem a dimensão de tempo e atividade para o processo de criação e sustentação do ambiente construído, pois constituem, sequencialmente, o esforço descrito em termos de atividades dentro de um projeto, indicando metas e expectativas (OMNICLASS, 2012). As diferentes fases do ciclo de vida do empreendimento podem ser definidas numa base comum - inception; brief; design; production; maintenance; demolition – segundo a BSI (2008). Esta base foi utilizada pelo manual de entrega de informações BS EN ISO 29481-1:2017 para a elaboração do Quadro 2 , em que os estágios básicos são decompostos para fornecer um conjunto significativo de estágios para o desenvolvimento de mapas de processos e requisitos de troca (BSI, 2017)
Quadro 1: Fases do empreendimento conforme a Omniclass
Código Fase Definição
31-10 00 00 Inception Fase para estabelecer a visão do projeto e os meios para satisfazer os requisitos de negócios ou serviço
público do cliente, incluindo seleção do local, considerações de planejamento, estabelecimento de cronograma, método de entrega, orçamento e que identifique os recursos necessários (design, jurídico,
financiamento, seguro etc.
31-20 00 00 Conceptualization Fase para identificar as principais ideias de design no contexto de objetivos programáticos, desempenho da
instalação e parâmetros de atividade, definir espaços e iniciar considerações básicas sobre os elementos do projeto.
31-30 00 00 Criteria definition Fase para criar e refinar diagramas esquemáticos dos elementos básicos do projeto - subestrutura, concha,
interiores, equipamentos, serviços, equipamentos e móveis, construção e demolição especiais e obras de construção civil - que estabelecem completamente os critérios espaciais e de elementos do projeto como a
Base no projeto.
31-40 00 00 Design Fase na qual a equipe de projeto estabelece meios de satisfazer os requisitos da Base de Projeto com
soluções técnicas, avalia alternativas através de análise de valor ou processos similares e completa a documentação inicial - Desenhos e Resultados de Trabalho especificados - para o projeto projetado.
31-50 00 00 Coordination Fase que une o esforço de projeto à implementação, integrando as avaliações de construtibilidade e de
viabilidade do projeto, a fim de desenvolver ainda mais os espaços, elementos, produtos e materiais necessários para a aquisição e execução da obra, independentemente do método de entrega.
31-60 00 00 Implementation Fase para implementar projeto coordenado através de planejamento de construção, pré-fabricação e
execução de campo caracterizada por métodos conhecidos pelo construtor, e estratégias básicas de construção, controlados por protocolos de garantia de qualidade e controle.
31-70 00 00 Handover Fase para avaliar o trabalho completo através de atividades de teste, inspeção e comissionamento,
inclusive para qualquer equipamento fornecido pelo proprietário, para garantir que os critérios de projeto / desempenho sejam atendidos conforme os códigos e padrões aplicáveis e transferir conhecimento do projeto da equipe de projeto / construção para o proprietário / equipe de gerenciamento de instalações
através de demonstrações, treinamento e documentação.
31-80 00 00 Operation Fase na qual o proprietário ou um agente designado ocupa, utiliza e gerencia e mantém uma instalação,
que também pode incluir atividades de renovação, reparo, recondicionamento ou remodelação parcial ou total das instalações como parte do ciclo de vida do uso do projeto.
31-90 00 00 Closure Fase que inclui o fechamento da instalação, preparação para uso futuro desconhecido, demolição total ou
parcial, execução duma hipoteca, venda ou dispensação semelhante iniciada pela decisão de que a instalação não atende mais às necessidades do proprietário e não pode ser viável reconfigurada para uso
contínuo por aquele proprietário.
Fonte: Adaptado da Omniclass (2012).
Quadro 2: BSI ISO 29481 - Estágios padronizados do ciclo de vida do empreendimento
Nome ISO 22263 Estágio Nome padronizado Definição Estágios prévios do ciclo de vida
Início 0 Portifólio de requisitos Estabelecer a necessidade de um projeto para satisfazer os requisitos de negócios dos clientes
Brief
1 Concepção de necessidade
Identifique possíveis soluções para a necessidade e planeje a viabilidade
2 Esboço da viabilidade Examine a viabilidade das opções apresentadas na fase 1 e decida qual delas deve ser considerada para viabilidade
substantiva 3 Viabilidade substantiva Obtenha aprovação financeira
Estágios de Pré-Construção
Projeto
4 Delineamento do projeto
conceitual Identifique os principais elementos de projeto com base nas opções apresentadas 5 Projeto conceitual
completo Projeto conceitual e todas as entregas prontas para aprovação detalhada do planejamento 6 Projeto coordenado (e
compras)
Corrija todos os principais elementos de projeto para permitir que o projeto continue. Obtenha aprovação financeira completa
para o projeto
Estágios de Construção
Produção
7 Informações de
produção Finalize todas as principais entregas e prossiga para a construção 8 Construção Produza um produto que atenda a todos os requisitos do
cliente. Entrega do prédio conforme planejado
Estágios de pós construção
Manutenção 9 Operação e manutenção Operar e manter o produto de forma eficaz e eficiente
Demolição 10 Disposição projeto e o próprio projeto de acordo com as regras ambientais Descomissionar, desmontar e descartar os componentes do e de saúde / segurança
Observa-se variabilidade na denominação e definição das fases do ciclo de vida do empreendimento em virtude de diferentes normas, regulamentos, convenções e protocolos existentes. Para sair deste empasse, vista as variações das fases do ciclo de vida e especificidade encontradas, optou-se em adotar as fases mais abrangentes: projeto, construção e uso, que se apresentam como as mais difundidas no meio. O Quadro 3 apresenta a compreensão de equivalência entre as fases do ciclo de vida de um empreendimento pelos autores anteriormente citados.
Quadro 3: Equivalências entre fases do ciclo de vida de um empreendimento definidas por diferentes autores
Eastman et al. (2024) Omniclass (2012) BSI (2017) ABDI (2017) Kuo et al. (2016) PMBOK (PMI, 2017)
Vieira, Bouras e Debaecker (2013) PROJETO Inception. Conceptualizatio. Criteria definition. Desing. Início. Brief. Projeto. Programação., Conceituação, Análise, Documentação
Planejamento Planejamento. Iniciação.
Iniciação. Exploração. Confiabilidade. CONSTRUÇÃO Coordination. Implementation. Handover. Produção. Fabricação. Simulações 4D/5D. Construção. Construção Execução. Monitoramento. Controle. Encerramento. Desenvolvimento. Transferência.
USO Operation. Closure. Manutenção. Demolição.
Comissionamento. Operação. Demolição. Reuso. Manutenção - - Fonte: O autor. 2.1.2 Disciplinas
As disciplinas são áreas de prática e especialidades das partes envolvidas que executam os processos e procedimentos (OMNICLASS, 2012) associados ao empreendimento. Segundo o sistema de classificação Omniclass as disciplinas são apresentadas em 6 níveis com suas respectivas definições. Quadro 4 apresenta, em formato resumido, os primeiros níveis das disciplinas com suas definições.
2.1.3 Nível de desenvolvimento - LOD
O acrônimo LOD possui definições recentes que o apresentam de forma abrangente, evoluindo de nível de detalhamento para desenvolvimento. O nível de detalhamento está associado ao nível de detalhes que a geometria do componente possui, enquanto que o nível de desenvolvimento está associado à confiabilidade das informações no modelo (CATELANI, 2016). Nível de detalhamento é essencialmente
o quanto de detalhes está incluído no objeto do modelo, enquanto o nível de desenvolvimento é o grau com que a geometria dos elementos e as informações associadas foram cuidadosamente consideradas; por isso o nível de detalhamento pode ser considerado, em essência, como a entrada para o elemento, sendo o nível de desenvolvimento o grau de confiança nas informações do elemento (BIMFORUM, 2019).
Quadro 4: Disciplinas vinculadas ao empreendimento - primeiro nível
Número
Omniclass Disciplinas Descrição
33-11 00 00 Disciplinas de
planejamento Desenvolvimento de projetos organizados e pensados para a implementação de itens tipicamente de grande escala. Estradas, Cidades, Uso da terra, Edifícios
33-21 00 00 Disciplinas de Design Desenvolvimento e elaboração de soluções de construção e canteiro (site) com base em
conhecimento ou experiência específica.
33-23 00 00 Disciplinas de
investigação Pesquisa e análise de condições existentes no local, pré-projeto necessário para programar, planejar e desenvolver o projeto.
33-25 00 00 Disciplinas de
Gerenciamento de Projetos
Prestação de serviços de consultoria de gestão (exceto consultoria de gestão administrativa e geral; consultoria de recursos humanos; consultoria de marketing; ou consultoria de processos,
distribuição física e logística)
33-41 00 00 Disciplinas de
Construção Execução/Construção de elementos específicos dos planos de construção de um projeto
33-55 00 00 Disciplinas de uso de
instalações Manutenção contínua, operação e uso do edifício, estrutura, ou local após a conclusão da construção
33-81 00 00 Disciplinas de Suporte Prestar consultoria e assistência a empresas e outras organizações em questões como
planejamento estratégico e organizacional; planejamento financeiro e orçamento; objetivos e políticas de marketing; políticas, práticas e planejamento de recursos humanos; programação de
produção; e controle de planejamento
Fonte: Adaptado de Omniclass (2012).
O LOD é uma referência que possibilita que os agentes atuantes na indústria AEC especifiquem e articulem claramente os conteúdos e níveis de confiabilidade de modelos BIM, nos vários estágios do ciclo de vida do empreendimento (CATELANI, 2016, p. 113). Desse modo, no fluxo de desenvolvimento dos projetos, o LOD serve de parâmetro quanto à limitação das informações no modelo. As informações requeridas para o nível de desenvolvimento arbitrado são cumulativas. Assim o LOD 300, por exemplo, contém o nível de informação de seus anteriores - LOD 100 e 200 - acrescida do seu próprio nível. O mesmo se aplica aos demais níveis (Quadro 5).
Um esforço recente para padronização de descrições, abreviaturas e sinônimos relativos ao BIM é o BIM Dictionary, um projeto de iniciativa do BIMe (BIME, 2019). Nele o LOD é definido como:
Uma métrica BIM para identificar quais informações incluir em um modelo durante o processo de projeto e construção. Observe que a abreviatura de LOD refere-se a múltiplos termos, definições e sistemas de numeração mesmo dentro de um mesmo país (BIME, 2019).
Quadro 5: LOD - Nível de desenvolvimento
Nível de
detalhamento Descrição
LOD 100 O elemento do modelo pode ser graficamente representado no modelo com um símbolo ou com outra representação genérica, porém
isso não satisfaz os requisitos para o LOD 200. Informações relacionadas aos elementos (Custo/m² Ton de resfriamento e outros) do modelo podem ser derivadas de outros elementos.
LOD 200 O elemento do modelo é representado graficamente dentro do modelo como um sistema, objeto ou montagem genérico com
quantidades, tamanho, forma, localização e orientação aproximados. Informações não gráficas também podem ser anexadas ao elemento do modelo
LOD 300 O elemento do modelo é representado graficamente dentro do modelo como um sistema, objeto ou montagem específico em termos de
quantidade, tamanho, forma, local e orientação. Informações não gráficas também podem ser anexadas ao elemento do modelo.
LOD 350 O elemento do modelo é representado graficamente dentro do Modelo como um sistema, objeto ou montagem específico em termos de
quantidade, tamanho, forma, localização, orientação e interfaces com outros sistemas de construção. Informações não gráficas também podem ser anexadas ao elemento do modelo.
LOD 400 O elemento do modelo é representado graficamente dentro do Modelo como um sistema, objeto ou montagem específico em termos de
tamanho, forma, localização, quantidade e orientação, com informações detalhadas, de fabricação, montagem e instalação. Informações não gráficas também podem ser anexadas ao elemento do modelo.
LOD 500 O elemento do modelo é uma representação verificada em campo em termos de tamanho, forma, localização, quantidade e orientação.
Informações não gráficas também podem ser anexadas aos elementos.
Fonte: Adaptado de BIMFORUM (2019).
Essa definição reforça as variações do entendimento de LOD, pois há diversas definições associadas encontradas nos países ou em diferentes fontes. Bolpagni (2016) observou em aproximadamente 28 fontes distintas, os seguintes termos: nível de desenvolvimento (LOD), nível de detalhe (LOd), nível de precisão (LOa), nível de informação (LOi) e nível de coordenação (LOc). Ao analisar essas variações, que são importantes para a discussão de gestão de dados, Bolpagni (2016) alega que as variações no entendimento do LOD causaram uma miscelânea de equívocos, dentre as quais:
• O índice Nível de Detalhe original pretendia medir a confiabilidade de dados geométricos e não geométricos, agora se concentra mais nos atributos geométricos;
• O mesmo acrônimo - 'LOD' - é intercambiável para Nível de Detalhe e Nível de Desenvolvimento;
• Conceitos idênticos são ocasionalmente referidos usando termos diferentes, por exemplo: Nível de Informação e Informações de Atributo Associado;
• O Nível de Desenvolvimento, embora destinado a ser associado a Componentes do Modelo, às vezes é erroneamente associado a modelos BIM inteiros;
• Muitos documentos do BIM em que essas classificações são baseadas estão desatualizados.
• Além disto o BIM terá que levar em conta não apenas o Nível de Detalhe discreto, mas também o LOD contínuo (cLOD).
Surge então, a definição de LOX (Figura 2), como sendo: “... um termo genérico que se refere a todas as variedades de especificações de modelagem semelhantes ao Nível de Desenvolvimento, Nível de Definição, Nível de Detalhe e Nível de Precisão. O nível de X (LoX) não é um índice real, mas uma referência coletiva a todas as variações atuais e futuras” (SUCCAR, 2019).
Figura 2: LOX
Fonte: O autor.
Deste modo, o LOX está diretamente associado aos níveis dos requisitos de informação e de entrega, expressa a quantidade e qualidade de informações geométricas e semânticas (o “I” no acrônimo BIM) contidas no modelo.
2.1.4 Usos do BIM
Além das fases destacadas ou comuns nos empreendimentos, conhecer o que é nelas realizado também é importante dentro do contexto de gestão. Estas ações podem estar associadas ao contexto dos usos do BIM e de forma geral aos seus propósitos de implementação.
As definições dos usos são primordiais na criação e implementação do plano de execução BIM. A Penn State University publicou uma versão atualizada do guia de implementação BIM Project Execution Planning Guide, em que são destacados os usos do BIM ao longo das fases de: planejamento, projeto, construção e operação CIC (2019). Nelas são primariamente relatados 25 usos do BIM (Figura 3).
Figura 3: 25 usos do BIM
Modelo gravado Planejamento Estimação de custo Fase de planejamento Programação Analise do local Revisão de projeto Elaboração do projeto Análise energética Análise estrutural Análise de iluminação Análise mecânica Outras análises de eng. Avaliação LEED Validação de cógido Coordenação 3D Planejamento da utilização do canteiro Construção do sistema Fabricação digital Controle e planejamento 3D Cronograma de manutenção Analise do sistema do edifícil Gestão de ativos
Gestão do espaço/Rastreamento Planos para sinistros/Catástrofes
Projeto Construção Operação
Modelagem das condições existentes
Uso primário do BIM Uso secundário do BIM
Fonte: Adaptado de CIC (2019).
Kreider e Messner (2013) elaboraram um documento adjacente ao guia de implementação, apresentando um sistema de classificação dos propósitos do BIM. Esta abordagem foi elaborada em resposta às críticas quanto à intercambialidade dos 25 usos do BIM nas fases do empreendimento, e à falta de possibilidade de adaptar a estrutura a questões específicas, devido aos seus poucos níveis e categorias. A caracterização dos propósitos do BIM visa resolver problemas enfrentados pelo modelo anterior, provendo assim uma linguagem comum para os usos. Essa linguagem comum foi realizada através da promoção de uma lista de padrões e definições dos usos, organizados em classes dispostas hierarquicamente.
Os usos do BIM podem ser definidos como “método de aplicação da modelagem da informação da construção durante o ciclo de vida da instalação para alcançar um ou mais objetivos específicos” (KREIDER; MESSNER, 2013, p. 6). O objetivo específico a ser atingido ao aplicar o BIM é a classificação primária dos objetivos de implementação dos usos do BIM (Figura 4) (KREIDER; MESSNER, 2013).
Figura 4: Uso do BIM
Fonte: Adaptado de Kreider e Messner (2013).
O primeiro passo na implantação do BIM é a identificação dos usos durante o projeto, construção e operação da edificação ou infraestrutura em questão. Para guiar esta identificação, os usos foram primariamente classificados no propósito, e definidos em níveis, de acordo com as especificações e diferentes aplicações. Desta forma, foram categorizados 5 propósitos primários e, a partir destes, 18 subníveis (Quadro 6).
Cada propósito de uso é definido por seus atributos, sendo estes: termo, objetivo e sinônimo. O termo, que define o propósito, é uma ação (verbo no infinitivo) que expressa o conceito. O objetivo é uma descrição que detalha a ação com aspectos relevantes, qualitativos e suas propriedades. Já sinônimo é palavra ou termo com significado próximo ao termo padronizado (KREIDER; MESSNER, 2013). Classificar os usos do BIM segundo propósitos permite uma melhor comunicação dos objetivos e métodos para implementação do BIM através do ciclo de vida das instalações, que pode ser utilizado dentro da linguagem de contratos e planejamento BIM com precisão para os requisitos das várias partes (KREIDER; MESSNER, 2013).
Uso BIM
Propósito
Coletar Comunicar Gerar Realizar AnalisarCaracterística
Elemento de facilidade Disciplina Fase da facilidade LODQuadro 6: Propósitos dos usos do modelo BIM
Proposito do uso Objetivo do uso BIM Sinônimo
1 Coletar coletar ou organizar informações da instalação Administrar, coletar, gerir, adquirir
1.1 Capturar representar ou preservar o status atual da instalação e dos elementos da instalação Coletar
1.2 Quantificar expressar ou medir a quantidade de um elemento da instalação Quantificar take off
1.3 Monitorar coletar informações sobre o desempenho dos elementos e sistemas da instalação Observar, mensurar
1.4 Qualificar caracterizar ou identificar o status dos elementos da instalação Seguir, rastrear, identificar
2 Gerar criar ou elaborar informações sobre a instalação Criar, autor, modelo
2.1 Prescrever determinar a necessidade e selecionar elementos específicos da instalação Programa, específico
2.2 Arranjar determinar a localização e o posicionamento dos elementos da instalação Configurar, dispor, localizar, colocar
2.3 Dimensionar determinar a magnitude e escala dos elementos da instalação Escala, Engenheiro
3 Analisar examinar elementos da instalação para obter uma melhor compreensão dela Examinar, avaliar
3.1 Coordenar garantir a eficiência e harmonia do relacionamento dos elementos da instalação Detectar, evitar
3.2 Prever prever o desempenho futuro da instalação e seus elementos Simular, prever
3.3 Validar verificar ou provar a precisão das informações da instalação e isso é lógico e
razoável Verificar, confirmar
4 Comunicar apresentar informações sobre uma instalação em um método no qual ela pode ser
compartilhada ou trocada Troca
4.1 Visualizar formar uma representação realista de uma instalação ou elementos da instalação Revisar
4.2 Transformar modificar informações e traduzi-las para serem recebidas por outro processo Traduzir
4.3 Desenhar fazer uma representação simbólica da instalação e dos elementos da instalação Desenhar, anotar, detalhar
4.4 Documentar criar um registro de informações da instalação, incluindo as informações
necessárias para especificar com precisão os elementos da instalação Especificar, submeter. Agendar, relatar.
5 Realizar criar ou controlar um elemento físico usando informações da instalação Implementar, performar, executar
5.1 Fabricar usar informações da instalação para fabricar os elementos de uma instalação Manufaturar
5.2 Montar usar informações da instalação para reunir os elementos separados de uma
instalação Pré-fabricar
5.3 Controlar usar informações da instalação para manipular fisicamente a operação de
execução de equipamentos Manipular
5.4 Regular usar informações da instalação para informar a operação de um elemento da
instalação direcionar
Fonte: Adaptado de Kreider e Messner (2013).
2.1.5 Benefícios dos usos
Catelani (2016) apresenta alguns dos benefícios decorrentes da utilização do BIM. Dentre os mais importantes destacam-se as possibilidades de: visualizar em 3 dimensões o que está sendo projetado; simular a obra e desta forma ensaiá-la por completo no computador antes de executá-la; extrair quantitativos de forma automática e precisa; identificar interferências estáticas ou dinâmicas; produzir documentos mais consistentes; produzir empreendimentos industrializáveis e com projeto mais complexos; e embarcar novas tecnologias ao sistema, dentre outros.
O BIM pode suportar e melhorar as práticas de negócios. Embora nem todas as vantagens sejam alcançadas em todos os projetos, mudanças podem ser esperadas conforme o desenvolvimento dos processos BIM e da tecnologia (SACKS et al., 2018).
Os benefícios práticos para os proprietários na pré-construção são aplicados no desenvolvimento do conceito, viabilidade e design. Com relação à viabilidade, o modelo BIM associado a uma base de dados externa de custo pode fornecer ao
proprietário uma estimativa de custo e cronograma dentro do programa de requisitos do empreendimento. Com relação ao desenvolvimento do conceito, pode-se alcançar maior desempenho e qualidade da construção por meio de análise e simulação para avaliar as alternativas de projeto impactando na qualidade final do produto. Em termos de design, a colaboração aprimorada usando Integrated Project Delivery (IPD) permite uma melhor compreensão e compromissos compartilhados entre os agentes (SACKS et al., 2018).
Sacks et al. (2018) abordam os benefícios do uso do BIM por fases. Na fase de projeto, os benefícios percebidos estão relacionados à visualização mais precisa; correções automáticas de baixo nível; geração de desenhos 2D precisos e consistentes em qualquer estágio; colaboração prévia de múltiplas disciplinas de projeto e fácil verificação de consistência entre elas; extração de estimativas de custos durante o estágio de design; melhoria da eficiência energética e sustentabilidade.
A fase de construção e fabricação é beneficiada com o uso do modelo como base para componentes fabricados; reação rápida para mudanças de projeto; descoberta de erros e omissões antes da construção; sincronização de Planejamento de Projeto e Construção; melhor implementação de técnicas de construção enxuta; sincronização de compras entre o projeto e a construção.
Para a pós-construção, o BIM impacta na melhoria do comissionamento e entrega de informações sobre instalações; melhor gestão e operação de instalações; integração com sistemas de operação e gerenciamento de instalações. Além destes, a fase de pós construção de um empreendimento em BIM pode beneficiar a fase de pré-construção/projeto. A integração de dados geométricos e semânticos fornece dados sobre o desempenho do edifício para a equipe de FM durante a ocupação da edificação. Por sua vez, uma medição mais precisa com integração BIM-IoT propicia um círculo virtuoso e um conhecimento valioso, sediando oportunidade de feedback para designers e contratados para melhorar o desenvolvimento de futuros projetos encomendados (PÄRN; EDWARDS; SING, 2017).
O trabalho em colaboração ao longo de todo o processo permite um dos mais importantes benefícios da utilização do BIM: diminuir a fragmentação do fluxo da informação no setor da Arquitetura, Engenharia e Construção.
Além dos benefícios encontrados na literatura científica, o relatório anual realizado pela National Building Specification (NBS) aponta alguns benefícios vivenciados pelos profissionais do setor (NBS, 2019). Neste survey, mais de 50% das pessoas estavam de acordo que o BIM beneficia as práticas de trabalho, pois aumenta a coordenação de documentos de construção; traz eficiência de custos; aumenta a velocidade de entrega. O relatório ainda aponta que quase metade dos usuários de BIM (48%) afirmam que houve aumento de lucratividade, e que há maior facilidade para trabalharem internacionalmente, além de concordarem que o BIM lhes permitem trabalhar em novos setores (NBS, 2019).
De fato, teria o uso do BIM resultado em benefícios para projetos de construção? Através do estudo de 35 casos documentados na literatura e em domínio público, Bryde, Broquetas e Volm (2013) encontraram como benefícios reportados do uso do BIM: redução de custos e de tempo na documentação de projetos; melhorias na comunicação e na coordenação; aumento da qualidade; redução de riscos negativos; e esclarecimento do escopo e melhorias na organização.
Os benefícios mais significativos do BIM para um proprietário de ativos são aqueles de natureza organizacional e estratégica, que não podem ser medidos usando meios quantitativos (LOVE et al., 2013). As métricas são importantes para mensurar questões a respeito dos benefícios alcançados com o uso do BIM. Por possuírem limitações no campo de aplicação, tornam-se necessários elementos de mensuração qualitativos para traduzir os ganhos encontrados pela adoção do BIM, ou por mecanismos indiretos de medida, para aferir os benefícios de natureza estratégica e organizacional alcançados ou a serem desenvolvidos.
Um exemplo de métrica financeira que contribui para explanar os benefícios dos usos é o retorno de investimento (Return On Investment – ROI), sendo identificado altos valores da métrica para empreendimentos que usam BIM (GIEL; ISSA, 2011). Love et al. (2013) vão além na avaliação do ROI, considerando-a como limitada para a tomada
de decisão de investimento na tecnologia e que seria necessário mais do que meios quantitativos para este tipo de avaliação. Essa visão assemelha-se à de Nutini (2015), que considera uma métrica para decisão não de forma isolada, mas em conjunto, em forma de sistema. Assim, embora saiba-se que há casos que expõem estes benefícios, se as métricas e indicadores não estiverem definidos para cada propósito de uso e dentro de um sistema, como poderá de fato mensurar o real ganho com BIM?
2.2 Métricas
Em seus primórdios, o gerenciamento de projetos fazia uso das métricas apenas para o monitoramento dos projetos. Isto trouxe danos para a gestão, por torná-la ineficiente. O resultado era o acúmulo de atividades para os postos mais altos na hierarquia de gestão (KERZNER, 2017).
Para a solução dessas questões, seria necessário mais que monitoramento, (KERZNER, 2017), e os gerentes no nível operacional deveriam: estabelecer limites; implementar planos de contingência; reduzir ou eliminar variações desfavoráveis; medir os novos desvios. Essas ações - estabelecer, medir, implementar e agir - demandam um esforço transformador na gestão ineficiente, que utiliza as métricas apenas para o monitoramento. As métricas precisam ser utilizadas não apenas para o monitoramento, mas no processo ativo de gerenciamento.
A gestão orientada por métricas, ou gestão por métricas, é valiosa para o cumprimento dos fatores críticos de sucesso, atendendo às partes interessadas do projeto. Não é possível gerenciar um projeto de forma efetiva sem ter métricas que acompanhem o projeto em suas diferentes fases. Segundo Kerzner (2017), a orientação por métricas pode ser a única maneira de validar o desempenho e o sucesso.
Mas, o que seria uma métrica? Kerzner (2017) define métrica como algo que é medido, e reforça o conceito com considerações importantes. Primeiro, a métrica precisa ser gerenciável. Segundo, a métrica serve para medir algo que foi realizado. Terceiro, é requerida que a compreensão se inicie pela medição.
